【導讀】通過CATIA和CAXA制造工程師。軟件完成對翻轉式鉆床夾具的設計與虛擬制造。及利用CAXA制造工程師對夾具進行虛擬制造。因此本文要全面的多方位的介紹CATIA. 動畫的虛擬裝配過程，還要展示CAXA制造工程師對夾具的虛擬制造。要的說明和簡單的對比。之后形成完整的設計。造又是另一重點。已占工件種類總數的85％左右。現代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；

　　

【正文】 件，啟動 CATIA。（圖 是 CATIA 啟動后的界面） 43 圖 啟動后的界 面 這個界面只是顯示幾個下拉菜單，選擇下拉菜單【開始】命令，出現如圖所示多種設計模式（如圖 ），根據需求選擇設計模式進入設計界面進行零件或其他設計。 44 圖 的設計模塊 這里只介紹做設計時經常使用的零件設計模塊，在【開始】→【機械設計】→【 Part design】進行零件設計，三維圖繪制，點擊進入零件三維圖設計界面（如圖 所示） 圖 零件三維設計界面 界面右端和下端為快捷菜單，快捷菜單可以根據自己的習慣進行定義，中間部分為圖形 45 設計區(qū)，如何定義界面快捷鍵不再詳細介紹。繪制完零件三維圖，點擊【文件】→【保存】出現如下 界面，輸入設計零件名稱進行保存。 三維圖保存界面 CATIA 具有強大的零件設計功能，打開零件圖以及另存零件圖著不再詳細介紹。 46 第九章： CAXA制造工程師簡介 1： CAXA制造工程師的發(fā)展 CAXA 制造工程師是北航海爾軟件有限公司研制開發(fā)的全中文、面向數控銑床和加工中心的三維 CAD/CAM 軟件。 CAXA 制造工程 師基于微機平臺，采用原創(chuàng) Windows 菜單和交互方式，全中文界面，便于輕松學習和操作，并且價格較低。 CAXA 制造工程師可以生成3~5 軸的加工代碼，可用于加工具有復雜三維曲面的零件。 CAXA 制造工程師不僅是是一款高效易學，具有很好工藝性的數控加工編程軟件，而且還是一套 Windows 原創(chuàng)風格，全中文三維造型與曲面實體完美結合的 CAD／ CAM 一體化系統(tǒng)。 CAXA 制造工程師為數控加工行業(yè)提供了從造型設計到加工代碼生成、校驗一體化的全面解決方案。 功能特點： 1．實體曲面完美結合； 2．優(yōu)質高效的數控加工； 3．卓 越的工藝性與“知識加工； 4． Windows 界面操作； 5．豐富流行的數據接口； 6．全面開放的 2D、 3D 開發(fā)平臺； 7．品質一流的刀具軌跡和加工質量 2： CAXA制造工程師的安裝與基本界面 將 CAXA 制造工程師軟鍵盤放入光驅，雙擊 進入安裝界面，按提示進行操作，最后提示安裝成功，需要點擊確定重啟電腦，重啟后安裝完成，點擊進入使用。 成功安裝安裝 CAXA 制造工程師后，在 Windows 的操作環(huán)境下，選擇【開始】→【程序】→【 CAXA 制造工程師】→【 CAXA 制造工程師 20xx】命令，或者在桌面 雙擊 CAXA制造工程師 20xx 的快捷方式圖標 ，就可以啟動 CAXA 制造工程師 20xx，也可以直接雙擊打開已經做好的 CAXA 制造工程師 20xx 文件，啟動 CAXA 制造工程師 20xx。 CAXA 制造工程師初始界面（圖 ） 47 圖 制造工程師初始界面 3： CAXA制造工程師的加工概述 數控加工，也稱之為 NC（ Numerical Contorl）加工，是以數值與符號構成的信息，控制機床實現自動運轉。數控加工經歷了半個世紀的發(fā)展已成為應用于當代各個制造領域的先進制造技術。數控加工的最大特征有二點：一是 可以極大地提高精度，包括加工質量精度及加工時間誤差精度；二是加工質量的重復性，可以穩(wěn)定加工質量，保持加工零件質量的一致。也就是說加工零件的質量及加工時間是由數控程序決定而不是由機床操作人員決定的。 4：利用 CAXA 制造工程師 CAD/CAM 系統(tǒng)進行自動編程的基本步驟 CAM 系統(tǒng)的編程基本步驟如下： （ 1）理解二維圖紙或其它的模型數據 （ 2）建立加工模型或通過數據接口讀入 （ 3）確定加工工藝（裝卡、刀具等） （ 4）生成刀具軌跡 （ 5）加工仿真 （ 6）產生后置代碼 （ 7）輸出加工代碼 現在分別予以說明。 48 加工工藝的確定目前主要依靠人工進行，其主要內容有： （ 1）核準加工零件的尺寸、公差和精度要求 （ 2）確定裝卡位置 （ 3）選擇刀具 （ 4）確定加工路線 （ 5）選定工藝參數 加工模型建立 利用 CAM 系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能將零件的被加工部位繪制計算機屏幕上。作為計算機自動生成刀具軌跡的依據。 加工模型的建立是通過人機交互方式進行的。被加工零件一般用工程圖的形式表達在圖紙上，用戶可根據圖紙建立三維加工模型。針對這種需求， CAM 系統(tǒng)應提供強大幾何建模功能，不僅應能生成常用的直線和圓弧 ，還應提供復雜的樣條曲線、組合曲線、各種規(guī)則的和不規(guī)則的曲面等的造型方滕，并提供種過渡、裁剪、幾何變換等編輯手段。 被加工零件數據也可能由其他 CAD/CAM 系統(tǒng)傳入，因此 CAM 系統(tǒng)針對此類需求應提供標準的數據接口，如 DXF、 IGES、 STEP 等。由于分工越來越細，企業(yè)之間的協(xié)作越來越頻繁，這種形式目前越來越普遍。 被加工零件的外形不可能是由測量機測量得到，針對此類的需求， CAM 系統(tǒng)應提供讀入測量數據的功能，按一定的格式給出的數據，系統(tǒng)自動生成零件的外形曲面。 刀具軌跡生成 建立了加工模型后，即可利 用 CAXA 制造工程師系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進行數控編程。 CAXA 制造工程師中提供了十余種加工軌跡生成的方法。用戶可以根據所要加工工件的形狀特點、不同的工藝要求和精度要求，靈活的選用系統(tǒng)中提供的各種加工方式和加工參數等，方便快速地生成所需要的刀具軌跡即刀具的切削路徑。CAXA 制造工程師在研制過程中深入工廠車間并有自己的實驗基地，它不僅集成了北航多年科研方面的成果，也集成了工廠中的加工工藝經驗，它是二者的完美結合。在 CAXA制造工程師中做刀具軌跡，已經不是一種單純的數值計算，而是工廠中數控加工經驗 的生動體現，也是你個人加工經驗的積累，他人加工經驗的繼承， 后置代碼生成 在屏幕上用圖形形式顯示的刀具軌跡要變成可以控制機床的代碼，需進行所謂后置處理。后置處理的目的是形成數控指令文件，也就是平我們經常說的 G代碼程序或 NC程序。 CAXA 制造工程師提供的后置處理功能是非常靈活的，它可以通過用戶自己修改某些設置而適用各自的機床要求。用戶按機床規(guī)定的格式進行定制，即可方便地生成和特定機床相匹配的加工代碼 加工代碼輸出 生成數控指令之后，可通過計算機的標準接口與機床直接連通。 CAXA 制造工程師可 49 以提供我們自己開發(fā)的通信軟件，完成通過計算機的串口或并口與機床連接，將數控加工代碼傳輸到數控機床，控制機床各坐標的伺服系統(tǒng)，驅動機床。 50 結 論 傳統(tǒng)的產品開發(fā)過程通常是在產品制造出來以后再對產品的外觀功能及裝配性能進行分析，從而暴露出產品造型、性能、工藝、裝配可行性等方面存在的問題。根據存在的各種缺陷，需要對產品設計進行反復的修改，造成浪費，設計周期長。 CATIA 設計是在計算機的環(huán)境中進行零件的設計、裝配及裝配體結構合理性判斷，并進行平面圖紙的生成和數控仿真。在 本課題的研究中，涉及了 CAD/CAM 技術的發(fā)展，翻轉式鉆床夾具零件的設計、裝配及裝配體平面構造，零件在制造工程師中數控仿真的內容 致 謝 在山東交通學院學習期間 ,得到許多人的支持與幫助 ,值此論文即將完成之際 ,謹向所有關心我學業(yè)的老師、同學和朋友表示感謝 ! 衷心感踢譚舒老師在論文完成期間給予的熱情關心和悉心指導 .譚舒老師嚴謹的教學態(tài)度和謙遜的性格，務實高效的工作作風使我受益匪淺。在這里，謹向我的指導導師致以衷心的感謝！ 感謝賈曉東同學 ,正是有他的軟件指導才能使畢業(yè)設計得以完成。同時還要向其他幫助支持 我的同學們表示深深的謝意！ 另外，我還要感謝山東交通學院工程機械系曾經教育過我的各位老師，感謝他們的不倦教誨，讓我在四年的本科課程的學習中不僅學習了知識，也學習到了他們身上所具有的勤奮刻苦、努力鉆研的精神。 51 參考文獻 [1]王劍陽 ,高威，高海寶 . 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John Wiley amp。 Sons Inc,20xx 1 本文從四個方面介紹了國內現有單螺桿加工機床的布局和結構，并把優(yōu)缺點一一列舉出來，由于壓縮機生產廠的單螺桿加工機床和機床資料對外保密，以上介紹難免有片面、不妥之處，因此僅供單螺桿壓縮機生產廠參考。 一、介紹機床的布局 壓縮機排氣量的大小決定了星輪、螺桿直徑的大小和嚙合中心距 的大小，因此螺桿直徑的不同，機床的主軸與刀具的回轉中心也不同。為滿足加工不同直徑的螺桿，目前國內單螺桿加工機床的布局大致有以下幾種方案。 第一種：機床的主軸與刀具回轉中心的中心距為固定式 機床的主軸與刀具回轉中心的中心距為固定式，中心距不可調整。加工幾種直徑的螺桿就需要幾種中心距規(guī)格不同的機床。 優(yōu)點：機床的結構簡單。 缺點：每種機床只能加工一種規(guī)格的螺桿，當市場上某種規(guī)格的壓縮機螺桿需要量大時，造成一臺機床加工，其他機床閑置。 第二種：機床的主軸箱為可回轉式 機床可根據加工螺桿直徑的大 小在加工前把主軸箱旋轉一個角度。這種主軸箱能夠回轉的機床是對上述第一種機床在使用方法上的改進，與第一種機床的結構基本相同。 優(yōu)點：機床的結構簡單，能適應多種規(guī)格螺桿的加工。 缺點 1：主軸箱旋轉后主軸回轉中心線與刀具回轉中心線間的距離不易精確測量。 缺點 2：主軸箱旋轉后主軸前端面與刀具的回轉中心線間的距離減少，因此加工較大直徑的螺桿受到限制。 第三種：機床的主軸箱為橫向移動式 主軸箱底部與底座之間布置有矩形滑動導軌，主軸箱移動的方向垂直于主軸回轉中心線并垂直于刀具回轉中心線。主軸箱的動力通 過花鍵軸傳給底座內的刀具進給機構。 根據加工螺桿直徑的大小，在加工前用手輪絲杠進給機構把主軸箱移動到適當位置，然后用螺釘將主軸箱固定在底座上。主軸箱的移動距離可用光柵尺檢測，位置誤差177。 采用主軸箱可橫向移動的一個機床就可以加工直徑φ 95～φ 385mm 之間任何一種規(guī)格的螺桿。 由于加工φ 95～φ 385mm 直徑的螺桿，造成主軸前端面與刀具回轉中心線間的距離差值過大，因此在實際應用時設計成兩種規(guī)格的機床，一個機床加工φ 95～φ 205mm 直徑的螺桿，另一個機床加工φ 180～φ 385mm 直徑的螺 桿。 優(yōu)點：機床能適應多種規(guī)格螺桿的加工，每種規(guī)格的螺桿不需要配備相應的加工機床。 缺點：機床的結構和機床的裝配較前二種機床復雜，機床的造價也較前二種機床高。 2 二、介紹機床的主軸結構 機床主軸箱的水平主軸和底座上的立式的主軸精度的高低決定了被加工螺桿的精度，同時螺桿在壓縮機中以幾千轉的速度高速旋轉時，精度較差的螺桿會使壓縮機產生發(fā)熱、振動、效率低、磨損快等現象。 國內目前現有的單螺桿加工機床主軸結構大致有以下兩種方案。 第一種：軸承徑向游隙不可調的主軸結構 主軸前軸承采用 1 個 雙列圓柱滾子軸承和兩個推力球軸承組合，該主軸使用雙列圓柱滾子軸承承受徑向切削力，使用兩個推力球軸承承受軸向切削力。 主軸后軸承一般采用 1 個雙列圓柱滾子軸承或采用 1個向心球軸承。 這種主軸結構的優(yōu)點：主軸的加工和裝配簡單，造價較低。 缺點 1：由于主軸軸承的徑向游隙不可調整，所以主軸精度較差。雖然可以利用軸承的內徑和軸徑的過盈配合來消除軸承的徑向游隙，但每個軸承的內徑和徑向游隙不是一個固定值，因此設計和加工時很難給準軸徑與軸承內徑的配合公差。 缺點 2：在市場上很難買到國產或進口的 C、 D 級或 P P5 級的 推力球軸承，機床生產廠常用普通級軸承替代使用，此舉也影響了主軸精度的提高。 軸承徑向游隙不可調的主軸結構適用于一般精度的普通機床，不適用于對主軸精度要